(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子の偏心度を測定する偏心測定方法において、
前記光学素子の周方向に亘って複数点で当該光学素子を保持する保持部材を介在させて第１の白色干渉計及び第２の白色干渉計を互いに対向した状態とし、前記第１の白色干渉計から前記光学素子の一方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記第２の白色干渉計から前記光学素子の他方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記保持部材の中心軸とをほぼ一致させる第１工程と、
前記保持部材に前記光学素子を保持させることにより、当該保持部材の中心と、前記光学素子の外形中心とを一致させる第２工程と、
前記第１の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して前記一方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞の強度分布を測定することにより、当該一方の光学面の光学中心位置を算出するとともに、前記第２の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して前記他方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞の強度分布を測定することにより、当該他方の光学面の光学中心位置を算出する第３工程と、
各光学面の光学中心位置に基づいて前記光学素子の偏心度を求める第４工程と、を備え、
前記保持部材として、
前記光学素子の外周部全体を下方から支持する被載置部と、前記光学素子の周方向に亘って複数点で前記光学素子に外周側から当接する位置合わせ部とを有する保持部材であって、前記位置合わせ部は、前記光学素子の外形に沿って環状に形成されるとともに、厚み方向に沿って一方の側から他方の側に向かって内周縁部が狭まるように傾斜しており、かつ、当該位置合わせ部の内周面の直径が、厚み方向の一端部では前記光学素子の直径より大きく、他端部では前記光学素子の直径より小さくなっているものを用いることを特徴とする偏心測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の偏心測定方法において、
前記第３工程では、
前記第１の白色干渉計の光源から前記光学素子における前記一方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定するとともに、
前記第２の白色干渉計の光源から前記光学素子における前記他方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定することを特徴とする偏心測定方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の偏心測定方法において、
前記一方の光学面における前記一部の領域として、当該一方の光学面の有効径内の面積に対し、５〜１０％の面積を有する領域を用い、
前記他方の光学面における前記一部の領域として、当該他方の光学面の有効径内の面積に対し、５〜１０％の面積を有する領域を用いることを特徴とする偏心測定方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の偏心測定方法において、
前記第３工程では、
前記第１の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して前記一方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞画像を取得し、干渉縞画像を二値化して干渉縞のエッジを検出した後、当該エッジの曲率に対応する規定円を干渉縞画像に重ね合わせることにより、干渉縞の中心位置に規定円の中心を配置して、当該一方の光学面の光学中心位置を算出するとともに、前記第２の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して前記他方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞画像を取得し、干渉縞画像を二値化して干渉縞のエッジを検出した後、当該エッジの曲率に対応する規定円を干渉縞画像に重ね合わせることにより、干渉縞の中心位置に規定円の中心を配置して、当該他方の光学面の光学中心位置を算出することを特徴とする偏心測定方法。
【請求項５】
光学素子の偏心度を測定する偏心測定装置において、
前記光学素子の一方の光学面のうち、一部の領域のみについて干渉縞の強度分布を測定する第１の白色干渉計と、
前記光学素子の他方の光学面のうち、一部の領域のみについて干渉縞の強度分布を測定する第２の白色干渉計と、
前記第１の白色干渉計及び前記第２の白色干渉計の間に介在し、前記光学素子の周方向に亘って複数点で当該光学素子を保持するとともに、中心に前記光学素子の外形中心を一致させる保持部材と、
前記第１の白色干渉計、前記第２の白色干渉計及び前記保持部材のうち、少なくとも１つを移動させることによって、前記第１の白色干渉計から前記一方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記第２の白色干渉計から前記他方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記保持部材の中心軸と、をほぼ一致させる移動手段と、
前記第１の白色干渉計及び前記第２の白色干渉計により測定された干渉縞の強度分布に基づいて各光学面の光学中心を算出し、これらの光学中心位置に基づいて前記光学素子の偏心度を求める演算処理部とを備え、
前記保持部材は、
前記光学素子の外周部全体を下方から支持する被載置部と、前記光学素子の周方向に亘って複数点で前記光学素子に外周側から当接する位置合わせ部とを有し、前記位置合わせ部は、前記光学素子の外形に沿って環状に形成されるとともに、厚み方向に沿って一方の側から他方の側に向かって内周縁部が狭まるように傾斜しており、かつ、当該位置合わせ部の内周面の直径が、厚み方向の一端部では前記光学素子の直径より大きく、他端部では前記光学素子の直径より小さくなっていることを特徴とする偏心測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の偏心測定装置において、
前記第１の白色干渉計は、光源から前記光学素子における前記一方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定し、
前記第２の白色干渉計は、光源から前記光学素子における前記他方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定することを特徴とする偏心測定装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の偏心測定装置において、
前記一方の光学面における前記一部の領域は、当該一方の光学面の有効径内の面積に対し、５〜１０％の面積を有する領域であり、
前記他方の光学面における前記一部の領域は、当該他方の光学面の有効径内の面積に対し、５〜１０％の面積を有する領域であることを特徴とする偏心測定装置。
【請求項８】
請求項５〜７の何れか一項に記載の偏心測定装置において、
前記演算処理部は、
前記第１の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して得られる前記一方の光学面の一部の領域のみの干渉縞画像を二値化して干渉縞のエッジを検出した後、当該エッジの曲率に対応する規定円を干渉縞画像に重ね合わせることにより、干渉縞の中心位置に規定円の中心を配置して、当該一方の光学面の光学中心位置を算出するとともに、前記第２の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して得られる前記他方の光学面の一部の領域のみの干渉縞画像を二値化して干渉縞のエッジを検出した後、当該エッジの曲率に対応する規定円を干渉縞画像に重ね合わせることにより、干渉縞の中心位置に規定円の中心を配置して、当該他方の光学面の光学中心位置を算出することを特徴とする偏心測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の偏心測定方法及び偏心測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像レンズ等の光学素子では、製造誤差などによって表裏の光学面で光学中心がずれる、つまり偏心することがあり、このような偏心の度合い（以下、偏心度とする）を測定する方法として、例えば以下２つの方法が提案されている。
【０００３】
すなわち１つ目の方法では、接触式のプローブによって光学面形状を測定し、この測定結果から偏心度を算出するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、２つ目の方法では、参照面の反射光と測定面の反射光との位相ずれを干渉縞で測定し、この測定結果から偏心度及び光学面形状を算出するようになっている（例えば、特許文献２，３参照）。
【特許文献１】特開平８−２３３６８７号公報
【特許文献２】特開平８−２３３６８８号公報
【特許文献３】特開２００３−２６９９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記１つ目の方法では、光学面にプローブを直接接触させて光学面形状を測定するため、高精度の測定を行うには接触圧を厳密に管理する必要があり、制御が困難である。また、光学面がプローブによって傷ついてしまう場合がある。
【０００６】
また、上記２つ目の方法では、光学面全体の干渉縞の測定結果に基づいて偏心度を算出するため、計算量が多く、操作ステップが煩雑である。
【０００７】
本発明の課題は、簡易かつ高精度に偏心度を測定することのできる偏心測定方法及び偏心測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の側面によれば、光学素子の偏心度を測定する偏心測定方法において、
前記光学素子の周方向に亘って複数点で当該光学素子を保持する保持部材を介在させて第１の白色干渉計及び第２の白色干渉計を互いに対向した状態とし、前記第１の白色干渉計から前記光学素子の一方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記第２の白色干渉計から前記光学素子の他方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記保持部材の中心軸とをほぼ一致させる第１工程と、
前記保持部材に前記光学素子を保持させることにより、当該保持部材の中心と、前記光学素子の外形中心とを一致させる第２工程と、
前記第１の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して前記一方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞の強度分布を測定することにより、当該一方の光学面の光学中心位置を算出するとともに、前記第２の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して前記他方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞の強度分布を測定することにより、当該他方の光学面の光学中心位置を算出する第３工程と、
各光学面の光学中心位置に基づいて前記光学素子の偏心度を求める第４工程と、を備え、
前記保持部材として、
前記光学素子の外周部全体を下方から支持する被載置部と、前記光学素子の周方向に亘って複数点で前記光学素子に外周側から当接する位置合わせ部とを有する保持部材であって、前記位置合わせ部は、前記光学素子の外形に沿って環状に形成されるとともに、厚み方向に沿って一方の側から他方の側に向かって内周縁部が狭まるように傾斜しており、かつ、当該位置合わせ部の内周面の直径が、厚み方向の一端部では前記光学素子の直径より大きく、他端部では前記光学素子の直径より小さくなっているものを用いることを特徴とする。
【０００９】
この偏心測定方法においては、
前記第３工程では、
前記第１の白色干渉計の光源から前記光学素子における前記一方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定するとともに、
前記第２の白色干渉計の光源から前記光学素子における前記他方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定することが好ましい。
【００１０】
また、この偏心測定方法においては、
前記一方の光学面における前記一部の領域として、当該一方の光学面の有効径内の面積に対し、５〜１０％の面積を有する領域を用い、
前記他方の光学面における前記一部の領域として、当該他方の光学面の有効径内の面積に対し、５〜１０％の面積を有する領域を用いることが好ましい。
【００１２】
また、この偏心測定方法においては、
前記第３工程では、
前記第１の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して前記一方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞画像を取得し、干渉縞画像を二値化して干渉縞のエッジを検出した後、当該エッジの曲率に対応する規定円を干渉縞画像に重ね合わせることにより、干渉縞の中心位置に規定円の中心を配置して、当該一方の光学面の光学中心位置を算出するとともに、前記第２の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して前記他方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞画像を取得し、干渉縞画像を二値化して干渉縞のエッジを検出した後、当該エッジの曲率に対応する規定円を干渉縞画像に重ね合わせることにより、干渉縞の中心位置に規定円の中心を配置して、当該他方の光学面の光学中心位置を算出することが好ましい。
【００１３】
本発明の第２の側面によれば、光学素子の偏心度を測定する偏心測定装置において、
前記光学素子の一方の光学面のうち、一部の領域のみについて干渉縞の強度分布を測定する第１の白色干渉計と、
前記光学素子の他方の光学面のうち、一部の領域のみについて干渉縞の強度分布を測定する第２の白色干渉計と、
前記第１の白色干渉計及び前記第２の白色干渉計の間に介在し、前記光学素子の周方向に亘って複数点で当該光学素子を保持するとともに、中心に前記光学素子の外形中心を一致させる保持部材と、
前記第１の白色干渉計、前記第２の白色干渉計及び前記保持部材のうち、少なくとも１つを移動させることによって、前記第１の白色干渉計から前記一方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記第２の白色干渉計から前記他方の光学面に照射される照射光の光軸と、前記保持部材の中心軸と、をほぼ一致させる移動手段と、
前記第１の白色干渉計及び前記第２の白色干渉計により測定された干渉縞の強度分布に基づいて各光学面の光学中心を算出し、これらの光学中心位置に基づいて前記光学素子の偏心度を求める演算処理部とを備え、
前記保持部材は、
前記光学素子の外周部全体を下方から支持する被載置部と、前記光学素子の周方向に亘って複数点で前記光学素子に外周側から当接する位置合わせ部とを有し、前記位置合わせ部は、前記光学素子の外形に沿って環状に形成されるとともに、厚み方向に沿って一方の側から他方の側に向かって内周縁部が狭まるように傾斜しており、かつ、当該位置合わせ部の内周面の直径が、厚み方向の一端部では前記光学素子の直径より大きく、他端部では前記光学素子の直径より小さくなっていることを特徴とする。
【００１４】
この偏心測定装置においては、
前記第１の白色干渉計は、光源から前記光学素子における前記一方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定し、
前記第２の白色干渉計は、光源から前記光学素子における前記他方の光学面のうち、前記一部の領域のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定することが好ましい。
【００１５】
また、この偏心測定装置においては、
前記一方の光学面における前記一部の領域は、当該一方の光学面の有効径内の面積に対し、５〜１０％の面積を有する領域であり、
前記他方の光学面における前記一部の領域は、当該他方の光学面の有効径内の面積に対し、５〜１０％の面積を有する領域であることが好ましい。
【００１７】
また、この偏心測定装置においては、
前記演算処理部は、
前記第１の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して得られる前記一方の光学面の一部の領域のみの干渉縞画像を二値化して干渉縞のエッジを検出した後、当該エッジの曲率に対応する規定円を干渉縞画像に重ね合わせることにより、干渉縞の中心位置に規定円の中心を配置して、当該一方の光学面の光学中心位置を算出するとともに、前記第２の白色干渉計の光源から前記光学素子に白色光を照射して得られる前記他方の光学面の一部の領域のみの干渉縞画像を二値化して干渉縞のエッジを検出した後、当該エッジの曲率に対応する規定円を干渉縞画像に重ね合わせることにより、干渉縞の中心位置に規定円の中心を配置して、当該他方の光学面の光学中心位置を算出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光学素子の周方向に亘って複数点で当該光学素子を保持する保持部材を介在させて第１の白色干渉計及び第２の白色干渉計を互いに対向した状態とし、第１の白色干渉計から光学素子の一方の光学面に照射される照射光の光軸と、第２の白色干渉計から光学素子の他方の光学面に照射される照射光の光軸と、保持部材の中心軸とをほぼ一致させ、保持部材に光学素子を保持させることで当該保持部材の中心と、光学素子の外形中心とを一致させるので、第１，第２の白色干渉計からの照射光の光軸に対し、光学素子の外形中心がほぼ一致することとなる。従って、第１の白色干渉計の光源から白色光を照射して光学素子の一方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞の強度分布を測定することによって当該一方の光学面の光学中心位置を算出する場合であっても、この一部の領域には一方の光学面の光学中心が含まれているため、正確な光学中心位置を算出することができる。同様に、第２の白色干渉計の光源から白色光を照射して光学素子の他方の光学面のうち、一部の領域のみの干渉縞の強度分布を測定することによって当該他方の光学面の光学中心位置を算出する場合であっても、この一部の領域には他方の光学面の光学中心が含まれているため、正確な光学中心位置を算出することができる。よって、このように各光学面について正確な光学中心位置を算出することができるため、正確な偏心度を測定することができる。
以上より、光学面の一部のみでの干渉縞の強度分布から正確な光学中心位置を算出できるので、光学面全体の干渉縞の強度分布から光学中心位置を算出する場合と比較して、簡易に光学中心位置、ひいては偏心度を測定することができる。
また、偏心度を測定するのに白色干渉計を用いており、白色干渉計で照射される白色光は可干渉距離が短いという性質を有するので、他の干渉計を用いる場合と比較して、高精度に偏心度を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る偏心測定装置１の概略構成を示す図である。
【００２０】
この図に示すように、偏心測定装置１は、測定対象の光学素子Ｋを保持する保持部材２と、この保持部材２を介在させて対向する２つの白色干渉計３，４と、各白色干渉計３，４に接続された演算処理部５とを備えている。
【００２１】
ここで、本実施の形態においては、測定対象の光学素子Ｋは円盤状に形成されているが、他の形状であっても構わない。このような光学素子Ｋとしては、数μｍ程度の偏心精度が求められる撮像レンズなどを用いることが好ましい。また、光学素子Ｋの外形中心に対し、各光学面Ｋ１，Ｋ２の光学中心が概ね一致する光学素子を用いるのが好ましい。
【００２２】
保持部材２は、光学素子Ｋの周方向に亘って複数点で当該光学素子Ｋを下方から支持して保持するようになっており、本実施の形態においては、光学素子Ｋの外周部に対し全周に亘って当接している。より詳細には、図２（ａ）に示すように、保持部材２は、光学素子Ｋの円盤形状に対応して同心円の環状に形成された被載置部２０及び位置合わせ部２１を有している。
【００２３】
このうち、被載置部２０は、光学素子Ｋの外周部全体を下方から支持するようになっている。
また、位置合わせ部２１は、周方向に亘って複数点で光学素子Ｋに外周側から当接するようになっており、これによって保持部材２の中心と、光学素子Ｋの外形中心とを一致させて光学素子Ｋを固定するようになっている。より詳細には、位置合わせ部２１は、光学素子Ｋの外形に沿って環状に形成されるとともに、厚み方向（図中の上下方向）に沿って一方の側（図中の上側）から他方の側（図中の下側）に向かって内周縁部が狭まるように傾斜している。そして、この位置合わせ部２１の内周面の直径は、厚み方向の一端部（広く開口した側の部分）では光学素子Ｋの直径より大きく、他端部（狭く開口した側の部分）では光学素子Ｋの直径より小さくなっている。
【００２４】
以上の保持部材２には、図１に示すように、当該保持部材２を中心軸の直交方向に移動させる移動手段２５が接続されている。なお、このような移動手段２５としては、従来より公知の装置を用いることができる。
【００２５】
白色干渉計３，４は、光学素子Ｋにおける一方の光学面Ｋ１，他方の光学面Ｋ２について、干渉縞の強度分布を測定するものであり、本実施の形態においては、光学素子Ｋを介在させて対称に配設されている。これら白色干渉計３，４は、図３に示すように、それぞれ白色光源１０と、コリメータレンズ１１と、ビームスプリッタ１２と、対物レンズ１５と、参照面１３とを、この順に備えるとともに、ビームスプリッタ１２に対して光学素子Ｋの側に対物レンズ１６を、光学素子Ｋと反対の側に集光レンズ１７及び撮像素子１４を備えている。
【００２６】
このうち、白色光源１０は、コリメータレンズ１１に向かって白色光を照射するものである。なお、このような白色光源１０としては、従来より公知の白色干渉計における光源を用いることができる。
コリメータレンズ１１は、白色光源１０から照射された白色光を平行光化するものである。
【００２７】
ビームスプリッタ１２は、コリメータレンズ１１を透過した光束を２方向へ分割するものであり、分割した一方の光束をそのまま透過させて対物レンズ１５及び参照面１３の側（図中、右側）へ案内するとともに、他方の光束を対物レンズ１６及び光学素子Ｋの側（図中、下側）へ案内するようになっている。また、このビームスプリッタ１２は、参照面１３及び光学素子Ｋからの反射光を重畳させて撮像素子１４の側（図中、上側）へ案内するようになっている。
【００２８】
対物レンズ１５は、ビームスプリッタ１２からの平行光を参照面１３に対して集光するようになっている。
対物レンズ１６は、ビームスプリッタ１２からの平行光を光学素子Ｋに対して集光するようになっており、より詳細には、光学素子Ｋにおける光学面Ｋ１，Ｋ２のうち、一部の領域Ｒ１，Ｒ２のみに白色光を集光して照射するようになっている。なお、本実施の形態においては、対物レンズ１５，１６の倍率は１００倍となっているが、他の倍率としても良い。
【００２９】
参照面１３は、高精度に研磨されて平面となっている。このような参照面１３としては、従来より公知のものを用いることができる。
集光レンズ１７は、参照面１３及び光学素子Ｋから反射されて重畳された光を撮像素子１４の表面に集光するようになっている。
【００３０】
撮像素子１４は、参照面１３及び光学素子Ｋから反射されて重畳された光を撮像するものであり、当該重畳光で発生する干渉縞を撮像してその強度分布を測定するようになっている。ここで、この干渉縞は光学面Ｋ１（またはＫ２）の凹凸によって等高線状に生じるものである。なお、本実施の形態においては、撮像素子１４としてＣＣＤが用いられており、このＣＣＤのサイズは１／３インチ（＝４．８ｍｍ×３．６ｍｍ）、画素数はＶＧＡ（６４０pixel×４８０pixel）となっている。
【００３１】
以上の白色干渉計３，４は、本実施の形態においては光学素子Ｋの光学面Ｋ１に照射される照射光のＬ１と、光学素子Ｋの光学面Ｋ２に照射される照射光の光軸Ｌ２とが一致するよう、予め配設され固定されている。
【００３２】
演算処理部５は、干渉縞の強度分布に基づいて光学面の光学中心を算出し、これらの光学中心位置に基づいて光学素子Ｋの偏心度を求めるものであり、各白色干渉計３，４の撮像素子１４に接続されている。なお、本発明において偏心度とは、光学面Ｋ１，Ｋ２の光学中心位置のずれ量をいい、より詳細には、光学面Ｋ１，Ｋ２の光学中心を光軸方向に沿って通過する２本の直線間の距離をいう。
【００３３】
続いて、偏心測定装置１を用いた偏心測定方法について説明する。
まず、保持部材２を介在させて白色干渉計３，４が互いに対向した状態から、移動手段２５によって保持部材２を移動させることにより、白色干渉計３の白色光源１０から光学素子Ｋの光学面Ｋ１に照射される照射光の光軸Ｌ１と、白色干渉計４の白色光源１０から光学素子Ｋの光学面Ｋ２に照射される照射光の光軸Ｌ２とに対し、保持部材２の中心軸をほぼ一致させる（第１工程）。
【００３４】
ここで、光軸Ｌ１，Ｌ２に対して保持部材２の中心軸を「ほぼ一致させる」とは、例えば、光学面Ｋ１，Ｋ２に対する撮像素子１４の撮像領域内に保持部材２の中心軸を配置することをいい、具体的には、撮像素子１４におけるＣＣＤのサイズ（４．８ｍｍ×３．６ｍｍ）を対物レンズ１５，１６の倍率（１００倍）で割った４８μｍ×３６μｍの撮像領域内に保持部材２の中心軸を配置することをいう。但し、「ほぼ一致させる」とは、例えば、光学面Ｋ１，Ｋ２の有効径内の面積を１００％とした場合に、光軸Ｌ１，Ｌ２を中心として５〜１０％の面積を有する領域内に、保持部材２の中心軸を配置することとしても良い。なお、保持部材２の中心軸は、後述の第２工程で光学素子Ｋの外形中心と一致することとなるものである。
【００３５】
次に、保持部材２に光学素子Ｋを載置して保持させる。このとき、保持部材２は周方向に亘って複数点で光学素子Ｋに外周側から当接することで、当該光学素子Ｋの外形中心を保持部材２の中心に一致させるので、保持部材２の中心と、光学素子Ｋの外形中心とが一致する結果、白色干渉計３，４からの照射光の光軸Ｌ１，Ｌ２に対し、光学素子Ｋの外形中心がほぼ一致することとなる（第２工程）。
【００３６】
次に、白色干渉計３，４が白色光源１０から光学面Ｋ１，Ｋ２のうち、一部の領域Ｒ１，Ｒ２のみに白色光を照射させて干渉縞画像を撮影して、干渉縞の強度分布を測定する。ここで、光学面Ｋ１，Ｋ２の一部の領域Ｒ１，Ｒ２とは、当該光学面Ｋ１，Ｋ２の有効径内の面積に対し、５〜１０％の面積を有する領域である。
【００３７】
次に、演算処理部５が、干渉縞画像を二値化して干渉縞のエッヂを検出した後、このエッジの曲率に対応する規定円を干渉縞画像に重ね合わせる（フィッティングする）ことにより、干渉縞の中心位置に規定円の中心を配置して、干渉縞の中心位置、つまり光学面Ｋ１，Ｋ２の光学中心位置を算出する（第３工程）。
【００３８】
そして、演算処理部５は、各光学面Ｋ１，Ｋ２の光学中心位置に基づいて光学素子Ｋの偏心度を求める（第４工程）。なお、このとき、演算処理部５は、算出された偏心度と、光学素子Ｋについて予め設定された偏心度の許容範囲とを比較し、算出された偏心度が許容範囲に収まるか否かの判定結果を操作者に報知することが好ましい。
【００３９】
以上の偏心測定装置１によれば、白色干渉計３から光学素子Ｋの光学面Ｋ１に照射される照射光の光軸Ｌ１と、白色干渉計４から光学素子Ｋの光学面Ｋ２に照射される照射光の光軸Ｌ２と、保持部材２の中心軸とをほぼ一致させ、保持部材２に光学素子Ｋを保持させることで当該保持部材２の中心と、光学素子Ｋの外形中心とを一致させるので、白色干渉計３，４からの照射光の光軸Ｌ１，Ｌ２に対し、光学素子Ｋの外形中心がほぼ一致することとなる。従って、白色干渉計３の白色光源１０から白色光を照射して光学素子Ｋの光学面Ｋ１のうち、一部の領域Ｒ１のみの干渉縞の強度分布を測定することによって当該光学面Ｋ１の光学中心位置を算出する場合であっても、この一部の領域Ｒ１には光学面Ｋ１の光学中心が含まれているため、正確な光学中心位置を算出することができる。同様に、白色干渉計４の白色光源１０から白色光を照射して光学素子Ｋの光学面Ｋ２のうち、一部の領域Ｒ２のみの干渉縞の強度分布を測定することによって当該光学面Ｋ２の光学中心位置を算出する場合であっても、この一部の領域Ｒ２には光学面Ｋ２の光学中心が含まれているため、正確な光学中心位置を算出することができる。よって、このように各光学面Ｋ１，Ｋ２について正確な光学中心位置を算出することができるため、正確な偏心度を測定することができる。
以上より、光学面Ｋ１，Ｋ２の一部のみでの干渉縞の強度分布から正確な光学中心位置を算出できるので、光学面Ｋ１，Ｋ２全体の干渉縞の強度分布から光学中心位置を算出する場合と比較して、簡易に光学中心位置、ひいては偏心度を測定することができる。
【００４０】
また、偏心度を測定するのに白色干渉計を用いており、白色干渉計で照射される白色光は可干渉距離が短いという性質を有するので、他の干渉計を用いる場合と比較して、高精度に偏心度を測定することができる。
【００４１】
また、光学素子Ｋにおける光学面Ｋ１，Ｋ２のうち、一部の領域Ｒ１，Ｒ２のみに白色光を照射して干渉縞の強度分布を測定するので、光学面Ｋ１，Ｋ２の全体に白色光を照射する場合と比較して、照射光を有効に利用し、鮮明な撮影画像を得ることができる。従って、より正確に光学中心位置を算出し、正確な偏心度を測定することができる。
【００４２】
また、光学面Ｋ１における一部の領域Ｒ１として、当該光学面Ｋ１の有効径内の面積に対し５〜１０％の面積を有する領域を用い、光学面Ｋ２における前記一部の領域Ｒ２として、当該光学面Ｋ２の有効径内の面積に対し５〜１０％の面積を有する領域を用いるので、これら一部の領域Ｒ１，Ｒ２に各光学面Ｋ１，Ｋ２の光学中心を確実に含ませることができる。
【００４３】
また、保持部材２として、周方向に亘って複数点で光学素子Ｋに外周側から当接することで当該保持部材２の中心に光学素子Ｋの外形中心を一致させるものを用いるので、保持部材２に光学素子Ｋを保持させることによって、保持部材２の中心と光学素子Ｋの外形中心とを一致させることができる。従って、偏心度の測定を容易化することができる。
【００４４】
また、演算処理部５は白色光を照射して得られる干渉縞画像を２値化した２値化画像から光学中心位置を算出するので、より簡易に偏心度を測定することができる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【００４６】
例えば、上記実施の形態においては、光学素子Ｋの光学面Ｋ１に照射される照射光の光軸Ｌ１と、光学素子Ｋの光学面Ｋ２に照射される照射光の光軸Ｌ２とが一致するよう、白色干渉計３，４が予め配設され固定されており、保持部材２を移動させることでこれらの２つの光軸Ｌ１，Ｌ２に対し保持部材２の中心軸をほぼ一致させることとして説明したが、２つの光軸Ｌ１，Ｌ２と保持部材２の中心軸とをほぼ一致させることが可能な限りにおいて、白色干渉計３，４及び保持部材２の２つ以上が移動可能となっていても良い。
【００４７】
また、白色干渉計３，４は、光学面Ｋ１，Ｋ２の一部の領域Ｒ１，Ｒ２のみに白色光を集光し照射することで干渉縞画像を撮像することとして説明したが、光学面Ｋ１，Ｋ２の全体に照射し、一部の領域Ｒ１，Ｒ２のみの干渉縞画像を撮影することとしても良い。
【００４８】
また、演算処理部５は干渉縞の曲率に対応する規定円を干渉縞画像にフィッティングする、いわゆる簡易偏心計測法によって光学面Ｋ１，Ｋ２の中心位置を測定することとして説明したが、形状測定法（垂直走査計測法）によって測定することとしてもよい。ここで、形状測定法によって中心位置を測定するには、まず、光学素子Ｋの光学面Ｋ１，Ｋ２に照射される照射光の光軸方向に沿って白色干渉計３，４を移動可能に設けておく。次に、白色干渉計３，４を当該光軸方向に一定速度で走査し、各箇所について干渉縞の強度の変動からピークを探すことで、当該箇所の高さ（光軸方向への相対的高さ、厚み）を算出する。そして、算出された各箇所の高さから光学面Ｋ１，Ｋ２の形状、中心位置を求める。なお、図４に示すように、干渉縞の強度は、ビームスプリッタ１２から参照面１３までの光路と、ビームスプリッタ１２から光学面Ｋ１，Ｋ２内の測定箇所までの光路とが等しくなるときに、最も大きくなる。
【００４９】
また、保持部材２は、光学素子Ｋの外周部全体を下方から支持する被載置部２０と、保持部材２の中心に光学素子Ｋの外形中心を一致させて当該光学素子Ｋを固定する位置合わせ部２１とを有することとして説明したが、保持部材２の中心に光学素子Ｋの外形中心を一致させつつ光学素子Ｋを保持することが可能な限りにおいて、例えば、光学素子Ｋの外形に沿って環状に形成され、当該光学素子Ｋと嵌合する部材のみを有することとしても良い。更に、図２（ｂ）に示すように、光学素子Ｋａの外周部にフランジ部Ｋ３が設けられている場合には、このフランジ部Ｋ３の下面に保持部材２ａを当接させつつ、光学素子Ｋａと保持部材２ａとを嵌合させることが好ましい。また、被載置部２０は光学素子Ｋを下方から支持することとして説明したが、真空吸着によって上方から支持することとしても良い。
【００５０】
また、保持部材２は光学素子Ｋの外周部に対し全周に亘って当接することとして説明したが、光学素子Ｋの周方向に亘って複数点、例えば３点などで当接することとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る偏心測定装置１の概略構成を示す概念図である。
【図２】光学素子の保持部材を示す断面図である。
【図３】白色干渉計の構成を示す概念図である。
【図４】白色干渉計におけるビームスプリッタから参照面，光学面までの光路を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５２】
１          偏心測定装置
２          保持部材
３          白色干渉計（第１の白色干渉計）
４          白色干渉計（第２の白色干渉計）
５          演算処理部
２５        移動手段
１０        白色光源（光源）
Ｋ          光学素子
Ｋ１        光学面（一方の光学面）
Ｋ２        光学面（他方の光学面）
Ｒ１，Ｒ２  一部の領域
【図１】
0005298619.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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